水泥熟料组成及特性

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1、第四节水泥熟料组成及特性第一部分硅酸盐水泥矿物组成及化学成分1.熟料成分硅酸盐水泥熟料矿物等化学成分：主要由氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁四种氧化物组成，同时还含有约5%的少量如氧化镁、三氧化硫、氧化钛、氧化磷以及碱等。现代生产的硅酸盐水泥熟料，各主要氧化物含量波动范围为：CaO：62-67%；SiO2：20-24%；Al2O3：4-7%；Fe2O3：2.5-6.5%。第四节水泥熟料组成及特性熟料矿物：熟料矿物中，氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁不是以单独的氧化物存在，而是经高温煅烧后，以两种或两种以上氧化物反应生成的多

2、种矿物集合体，其结晶细小，通常为30-60um。硅酸盐水泥熟料中主要形成四种矿物：硅酸三钙：3CaO.SiO2；硅酸二钙：2CaO.SiO2；铝酸三钙：3CaO.Al2O3；铁铝酸四钙：4CaO.Al2O3.Fe2O3。另外，还有少量的游离氧化钙（f-CaO）、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物以及玻璃体等。以上四种主要矿物约占95%，其中硅酸钙约占75%，合称为硅酸盐矿物；铝酸三钙和铁铝酸四钙占22%左右，称为熔剂矿物。微量元素的影响（一）MgO熟料中含少量MgO，有以下作用：1、增加液相量。2、降低熟料熔融温度。3、改

3、善水泥色泽。4、过多的MgO会影响水泥安定性。一般熟料中的MgO含量在2-3%以下。（二）碱碱在熟料中有以下作用：1、微量碱可以降低烧成温度，增加液相量。2、过多碱使CaO难以吸收，不利于烧成。3、碱含量过高会降低水泥强度，使凝结时间不正常。4、硬化水泥表面起白霜，易开裂，产生碱集料反应。5、生料碱含量过高，在干法生产中，易结皮堵塞。微量元素的影响（三）SO3在熟料中含有的SO3有以下作用：1、降低液相粘度，增加液相量，有利于C3S的形成。2、降低熟料的烧成温度。3、降低水泥的凝结速度，延长凝结时间。4、过量的SO3会

4、影响水泥的安定性。（四）TiO2在熟料中含有少量TiO2（0.5-1.0%）可以提高强度，过量则会降低熟料强度，故一般熟料中的TiO2不超过0.3%。（五）P2O5（五氧化二磷）在熟料中含有0.1-0.3%的P2O5可以提高强度，过多则会加速C3S分解，产生二次f-CaO，降低强度。2.熟料矿物组成及特点2.8硅酸盐水泥熟料的矿物组成及化学成分矿物组成化学组成常用缩写大致含量（%）硅酸三钙3CaO·SiO2C3S35～65硅酸二钙2CaO·SiO2C2S10～40铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A0～15铁铝酸四钙4C

5、aO·Al2O3·Fe2O3C4AF5～15第四节水泥熟料组成及特性2.9硅酸盐水泥熟料主要矿物组成的特点矿物组成主要特点C3S硅酸盐水泥中最主要的矿物成分，对硅酸盐水泥性质有重要影响。遇水反应速度较快，水化热高，水化产物对水泥早期和后期强度起主要作用C2S硅酸盐水泥中的主要矿物成分，遇水反应速度较慢，水化热很低，水化产物对水泥早期强度贡献较小，但对水泥后期强度起重要作用，耐化学侵蚀性和干缩性较好C3A含量通常在15％以下，是四种主要矿物组成中遇水反应速度最快，水化热最高的组分。它的含量决定水泥的凝结速度和释热量，它与

6、为调节水泥凝结速度而掺入的石膏形成的水化产物对水泥早期强度起一定作用。耐化学侵蚀性差，干缩性大C4AF含量5-10%，遇水反应较快，水化热较高。强度较低，但对水泥抗折强度起重要作用。耐磨性、耐化学侵蚀性好，干缩性小第四节水泥熟料组成及特性2.10硅酸盐水泥熟料主要矿物组成性能比较矿物组成硅酸三钙（C3S）硅酸二钙（C2S）铝酸三钙（C3A）铁铝酸四钙（C4AF）与水反应速度中慢快中水化热中低高中对强度的作用早期良差良良后期良优中中耐化学侵蚀性中良差优干缩性中小大小各组分比例不同，水泥技术性质发生相应变化，可根据工程需要

7、，改变组分可制备不同性能的水泥。第四节水泥熟料组成及特性3.矿物结构硅酸盐水泥是一种多种矿物的聚集体水泥熟料在显微镜下的内部结构见图2.3。图2.3显微镜下观察到的水泥熟料抛光薄片第四节水泥熟料组成及特性在水泥熟料抛光薄片中：C3S---为光亮的棱角形晶体；C2S---为深色倒圆角的晶体；C3A---一般呈不规则的微晶体，如点滴状、矩形或柱状，由于反光能力弱，在反光镜下呈暗灰色，常称为黑色中间相；C4AF---呈棱柱状或圆粒状，反光能力强，在反光镜下呈亮白色，称为白色中间相。第四节水泥熟料组成及特性①C3S结构特征C3

8、S称为阿利特或简称A矿（因为没有纯的C3S，固溶有MgO，Al2O3，Fe2O3等）。其晶体断面为六角形和棱柱形。图2.4C3S晶体结构第四节水泥熟料组成及特性C3S的结构特征可概括为：具有热力学不稳定性；（温度高会分解）结构中的钙离子具有较高活性；C3S结构中进入了Al3＋与Mg2＋离子并形成固溶体，固溶程度越高，活性越大；结构